- Groundwater Continuous Radioisotope Environmental Monitor dapat memantau tanah dan air tanah secara real-time.
- SiPMs mampu mengubah foton menjadi sinyal listrik, memungkinkan deteksi tingkat radiasi secara real-time.
- SiPMs padatan beroperasi di medan magnet kuat, mengatasi keterbatasan instrumen tradisional.
- Canary Instruments bekerjasama dengan Jefferson Lab untuk mendorong komersialisasi teknologi.
Untuk melindungi pasokan air minum di dekat PLT fusi nuklir komersial yang akan dibangun, serat optik dan sensor silikon miniatur dikirim ke bawah tanah untuk misi baru. Perangkat ini bernama "Groundwater Continuous Radioisotope Environmental Monitor", dapat memantau tanah dan air tanah secara real-time, dengan tugas utama mendeteksi kebocoran tritium. Tritium adalah isotop hidrogen langka yang digunakan sebagai bahan bakar reaksi fusi, dan jika bocor dapat meresap langsung ke lapisan air tanah setempat. Sistem ini menggunakan rantai deteksi dua langkah untuk mendeteksi radiasi. Serat optik sintilator tipis dikuburkan di tanah di sekitar pabrik, dan partikel beta radioaktif mengenai serat tersebut memicu pulsa cahaya kecil.
Foton-foton ini bergerak melalui serat optik menuju silicon photomultiplier (SiPMs) tipe kompak, dan Thomas Jefferson National Accelerator Facility milik Departemen Energi AS menyatakan: "SiPMs mampu mengubah foton menjadi sinyal listrik." Komputer yang terhubung segera memproses pulsa tersebut, mendeteksi dan melacak tingkat radiasi bawah tanah secara real-time.
Keunggulan Teknis SiPMs
Setelah mengatasi keterbatasan tabung vakum, Brian Kross dari tim pengembangan deteksi laboratorium menyatakan: "Jefferson Lab adalah institusi pertama di dunia yang menggunakan SiPMs secara besar-besaran." Perangkat ini termasuk sensor cahaya, namun alasan kami memerlukannya untuk eksperimen adalah karena ia dapat beroperasi di medan magnet. Instrumen pemantau radiasi tradisional sejak lama bergantung pada tabung vakum kaca konvensional, alat kaca yang besar ini mudah pecah, memerlukan tegangan tinggi untuk beroperasi, dan juga mengalami kegagalan saat menghadapi medan elektromagnetik sisa. SiPMs padatan sepenuhnya menghilangkan keterbatasan ini, ia memerlukan daya sangat sedikit, meskipun ukurannya kecil namun memberikan sinyal baca yang kuat, dan yang paling penting, ia dapat bekerja dengan lancar di medan magnet yang kuat.
Hal ini membuatnya sangat cocok untuk memantau kondisi tanah di bawah reaktor fusi nuklir secara langsung, karena reaktor ini menggunakan gulungan magnet raksasa untuk menahan plasma.
Teknologi ini dikembangkan di Thomas Jefferson National Accelerator Facility yang berlokasi di Virginia, dan para penemu Jack McKisson, Brian Kross, dan John McKisson pertama kali men-deploy SiPMs secara besar-besaran pada awal 2000-an. Tim memasangnya di Continuous Electron Beam Accelerator Facility saat mengupgrade detektor partikel "GlueX". Sebelum memeriksa air tanah, tim telah menguji sensor serupa yang digunakan untuk memandu operasi kanker payudara serta pencitraan sistem akar dalam biologi tanaman.
Kemitraan Komersialisasi dan Kepercayaan Publik
Saat ini, sebuah perusahaan swasta sedang membawa perangkat keras pemerintah ini ke industri tenaga listrik. Perusahaan startup Maryland, Canary Instruments, menandatangani kerjasama penelitian formal dengan Jefferson Lab, perusahaan ini didirikan oleh insinyur Walter Xu dan pengacara regulasi Adil Ahmed, keduanya bergabung melalui platform Boost yang didorong oleh Sandia National Laboratories dan FedTech untuk mengkomersialkan penelitian federal.
Kepercayaan publik akan memainkan peran penentu dalam pengembangan energi fusi nuklir, operator pabrik harus membuktikan kepada kota-kota terdekat bahwa air mereka tidak tercemar. Canary Instruments saat ini sedang melakukan pengujian tanah dan pengujian hardware pre-produksi dengan peneliti laboratorium, sambil bertemu dengan perusahaan fusi swasta yang merancang fasilitas terhubung jaringan pertama. Deteksi bawah tanah real-time memberikan peringatan instan bagi operator, membantu menjaga keamanan masyarakat saat energi fusi bersih semakin mendekati jaringan listrik.
Pentingnya Teknologi Pemantauan Real-Time bagi Pengembangan Fusi Nuklir
Seiring dengan perkembangan teknologi fusi nuklir, melindungi keamanan sumber air minum menjadi kunci. Kemampuan pemantauan real-time Groundwater Continuous Radioisotope Environmental Monitor tidak hanya mendeteksi kebocoran tritium, tetapi juga memperkuat kepercayaan publik terhadap PLT fusi nuklir. Melalui kerja sama dengan perusahaan swasta, teknologi ini akan dapat dikomersialkan lebih cepat, memastikan keamanan masyarakat, dan mendorong penerapan luas energi fusi nuklir. Seiring dengan kematangan teknologi, operasi PLT fusi nuklir di masa depan akan lebih transparan, meletakkan fondasi bagi pengembangan energi berkelanjutan.